[發(fā)明專利]一種大通道主裂縫與復雜縫網(wǎng)協(xié)同壓裂的方法

有效

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• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107387053B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 溫慶志;張東曉;牟紹艷
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

一種大通道主裂縫與復雜縫網(wǎng)協(xié)同壓裂的方法，是應用在油氣田開發(fā)領域的“鄉(xiāng)村路網(wǎng)+高速公路”模式新型壓裂技術，本發(fā)明將通道壓裂技術和轉向壓裂技術有機的結合為一體，并提出了實施的辦法，適用于中高滲透砂巖、頁巖、致密砂巖、煤巖等各類常規(guī)和非常規(guī)儲層，可實現(xiàn)直井和水平井更大范圍內的體積改造，增強儲層流體流動能力，延長增產有效期，提高油氣采收率，同時可以更大幅度的降低施工費用，對于油氣資源的開發(fā)具有積極的指導作用。

技術領域

本發(fā)明涉及一種大通道主裂縫與復雜縫網(wǎng)協(xié)同壓裂的方法，屬于油氣田開發(fā)研究的技術領域。

背景技術

隨著中老油田開發(fā)難度的增加，以及頁巖氣藏、煤層氣藏、致密砂巖油氣藏等非常規(guī)儲層勘探開發(fā)進程的加快，通道壓裂技術，例如中國專利ZL201310279118.8與轉向壓裂技術，作為兩種新興的壓裂技術逐漸在施工現(xiàn)場得到推廣和應用。

通道壓裂技術采用特殊的纖維壓裂液和獨特的泵注程序，采用脈沖加砂的方法，在地層內形成不連續(xù)的支撐劑團，從而實現(xiàn)無限導流能力的支撐裂縫，為地層油氣水提供大的流通通道。該技術形成的裂縫可以形象的比喻為“高速公路”，具有快速、高產的特點。該技術的優(yōu)點是油氣井產量高，適合于高滲透率的儲層。缺點是不適合低滲透率的頁巖、致密砂巖、煤巖等非常規(guī)儲層，該技術只能開采裂縫附近的油氣資源，遠離裂縫的油氣資源難于采出，而且有效期短，油氣井產量下降快。

轉向壓裂是針對低滲透儲層開發(fā)的一項技術，在壓裂過程中，當形成了具有一定長度的裂縫后，往裂縫內泵注一定量的暫堵劑，暫堵劑在裂縫深處膨脹，阻止裂縫繼續(xù)延伸，導致裂縫轉向，形成了不同于大通道主裂縫的次生裂縫，經過多次泵注暫堵劑，在地層內實現(xiàn)多次裂縫轉向，最終形成復雜的裂縫形態(tài)。該技術形成的裂縫可以比喻為“鄉(xiāng)村路網(wǎng)”，四通八達，把偏遠地方連接起來。該技術的優(yōu)點是可以在地層形成復雜裂縫網(wǎng)絡，有利于頁巖、致密砂巖、煤巖等儲層的壓裂增產，可以把遠離井筒的油氣資源開采出來。缺點是復雜裂縫網(wǎng)絡縫寬小，支撐劑充填不充分，導流能力低，雖然可以通過裂縫網(wǎng)絡把地層深部的油氣資源開采出來，但由于缺乏一條大通道，大量的油氣匯集到井筒附近后，導致油氣在井筒附近滲流阻力增大，流動不暢通，嚴重影響了壓裂后油氣井的產量，而且該技術主要用于水平井，在直井的應用效果并不理想。

通道壓裂技術和轉向壓裂技術在國內外均處于試驗與發(fā)展階段，各自單獨施工時都表現(xiàn)出了較好的增產效果，但也存在難于克服的困難。本發(fā)明創(chuàng)造性地將這兩種增產技術有機結合為一體，形成了一種新的壓裂技術，該技術能夠發(fā)揮通道壓裂和轉向壓裂的優(yōu)勢，并能克服兩者的不足，更大幅度的增大改造體積，增強儲層流體滲流能力，提高油氣采收率，降低施工費用，成為一項新的革命性的增產技術。目前，無論國內或國外都還未提出轉向壓裂技術與通道壓裂相結合的研究思想，即本發(fā)明所述的“鄉(xiāng)村路網(wǎng)+高速公路”模式的壓裂技術。兩種技術的融合，并不是簡單的拼湊在一起，而是創(chuàng)新性的有機結合，需要解決兩者之間的諸多沖突的問題，主要技術難點有：

(一)如何讓大通道主裂縫(高速公路)和復雜縫網(wǎng)(鄉(xiāng)村公路)有機的結合起來，確保復雜縫網(wǎng)的每一條裂縫都能與大通道主裂縫相連通？如果復雜縫網(wǎng)中的裂縫不能和大通道主裂縫連通，則這條裂縫就不能發(fā)揮任何積極作用。

解決的方法：轉向壓裂時會形成微裂縫、小裂縫、中裂縫和大裂縫，這些不同尺度的裂縫構成了復雜裂縫網(wǎng)絡。只有確保這些不同尺度的裂縫均有支撐劑所支撐，而不會閉合，后期進行高大通道主裂縫壓裂時，高大通道主裂縫就能與復雜縫裂縫內的所有裂縫保持連通，每一條裂縫均能發(fā)揮作用。因此，轉向壓裂時，在前置液中加入至少三種不同粒徑的支撐劑，支撐劑粒徑的構成呈階梯狀分布。首先加入小粒徑(100目)支撐劑，確保微裂縫能被支撐；其次加入80目支撐劑，確保小裂縫能被支撐；最后加入粒徑稍微大些的支撐劑(40-70目)，確保中、大裂縫也能被支撐，三種支撐劑的總砂比為1％～10％。如果施工條件允許，也可以加入支撐劑歷經數(shù)量，粒徑構成更加精細的階梯狀分布，由此解決了復雜裂縫那個網(wǎng)絡與大通道主裂縫連通的問題。這是本發(fā)明的重要創(chuàng)新。